La gestation chez le rat wistar a-t-elle un effet modérateur sur

Rev. Sci. Technol., Synthèse 25 : 109 - 118 (2012)
A. Latreche et al.
La gestation chez le rat wistar a-t-elle un effet modérateur
sur la neurotoxicité du toluène ?
Asma Latreche, Hacène Frih, Bachir Ali Rachedi, Redha Djenidi, Kamilia Guedri,
Hakima Taya, Leila Sahraoui & Abdelkrim Tahraoui
Laboratoire de Neuroendocrinologie Appliquée, Département de Biologie,
Faculté des sciences, Université Badji Mokhtar Annaba, BP 12 23000, Annaba, Algérie.
Révisé le 17/12/2011
Accepté le 07/05/2012
‫ملخص‬
‫رى فحص عىاقت رأصُز يبدح انزىنىٍَ عهً انجهبس انغذٌ انعصجٍ و فُشَىنىجُب فئزاٌ وَظزبر نقذ رى حقٍ رثع جزعخ يًُزخ نًبدح انزىنىٍَ نهفأراد‬
ٍ‫ (انُىو انعبشز ي‬14 ,) ٍَ‫ يٍ انحًم (صبنش َىو يٍ انًعبيهخ ثبنزىنى‬7 ‫ يٍ انحًم فٍ األَبو‬14 ‫ إنً َىو‬4 ‫انحىايم خالل فززح انحًم انًًزذح يٍ انُىو‬
‫ (هزيىٌ َفزس‬LH ‫ أجزَذ فحىصبد ديىَخ نغزض قُبص يظزىَبد هزيىٌ انجزوجظززوٌ و‬. ) ‫ أَبو ثعذ إَقبف انًعبيهخ‬10( 21 ‫انًعبيهخ) و‬
ٌ‫ أثذد انُزبئج عهً أ‬. ‫ رى اخزجبر دواء يخذر يعبد نالكزئبة كهىَبسَجبو خالل حصخ اخزجبر انظجبحخ انًهشيخ‬, ‫ ثعذ انىالدح‬. ) ‫ثىاططخ انغذح انُخبيُخ‬
‫ عُذ انفأراد‬LH ‫ أَبو ثىاططخ يبدح انزىنىٍَ َظجت رذهىر فٍ وسٌ األععبء و يظزىي انهزيىَبد انجزوجظززوٌ و‬10 ‫رطجُق إجهبد يشيٍ نًذح‬
‫ يًب َؤدٌ إنً اعزذال َظتٌ فٍ انىسٌ و يظزىي‬, ‫ أيب عُذ انفأراد انحىايم فزأصُز انزىنىٍَ َكىٌ ظزفٍ وغُز فعبل ثُفض انقذرح‬. ‫انغُز حىايم‬
‫ صبٍَ َقطخ يهًخ اطزخهصذ يٍ َزبئج هذِ انذراطخ هٍ عذو فعبنُخ يبدح انكهىَبسَجبو عُذ انفأراد انغُز‬. ‫ أَبو ثعذ رىقف انًعبيهخ‬10 ‫انهزيىَبد‬
‫انغذَخ‬, ‫ َجذو أٌ انحًم َهعت دورا كجُزا فٌ حًبَخ انععىَخ‬. ٍ‫ انعصج‬GABA ‫حىايم انًعبيهخ ثبنزىنىٍَ يًب َذل عهً إحذاس خهم فٍ يظبر‬
‫قذ رشَذ يٍ فعبنُزهب انجعط يٍ هزيىَبد‬, ‫ هذِ انحًبَخ‬. ‫انعصجُخ ارجبِ األظزار انفُشَىنىجُخ انًهحقخ جزاء رجزع انفأراد نًبدح انزىنىٍَ انظبيخ‬
. Neuroséroides ‫انحًم رى اكزشبفهب يؤخزا رذعً ثهزيىَبد جُظُخ عصجُخ‬
.‫ انحًم‬-ٍَ‫ رىنى‬-ٌ‫ ثزوجظززو‬-‫ اخزجبر انظجبحح انًهشيخ‬: ‫الكلمات المفتاحية‬
Résumé
Les conséquences neuro-comportementales et physiologiques, suite à l’administration sub chronique du toluène
(Tol), ont été examinées chez le rat Wistar femelle gestante. Un quart de la concentration de la DL50 du Tol a
été injecté en IP chez les rattes gestante, du 4ème au 14ème jour de la gestation. Les prélèvements de sang et la
mesure des taux sériques de progestérone et de LH (hormone lutéinisante) ont été réalisées au 7ème jour de
gestation (3ème jour du traitement), au 14ème jour (dernier jour du traitement) et après la mise bas (10ème jour
après l'arrêt du traitement). Après la mise bas qui coïncide avec le 21ème jour, nous avons testé l’efficacité d’un
agoniste GABAergique, le Clonazepam au cours de la nage forcée (modélisation animal de la dépression). Après
décapitation, le cerveau, les surrénales et les ovaires ont été pesés et nous avons calculé les poids relatifs de ces
organes. Nos résultats montrent que l'application d'un stress chronique sous toluène a entraîné des perturbations
du système endocrinien (taux plasmatiques de LH et de progestérone) et pondérale (poids relatif du cerveau,
ovaires et surrénales) qui semblent être irréversibles chez les rattes non gestantes traitées au Tol. Par contre, le
même traitement associé à la gestation révèle un effet de rétablissement dix jours après l'arrêt du traitement.
L'inefficacité du traitement au Clonazépam enregistrée chez les animaux Tol s'avère efficace chez le lot TolG.
La gestation semble jouer un effet modérateur sur la nocivité et la neurotoxicité du toluène, probablement par
des neurostéroïdes.
Mots clés: Gestation - Toluène - Progestérone - LH - Neurostéroides - Nage forcée
Abstract
The neuro behavior and physiological consequences, following the sub chronic administration of toluene (Tol),
were examined in the pregnant Wistar rats. A quarter lethal dose concentration (LD50) of Tol was injected in IP
at the pregnant rats from day 4 to day 14 of gestation. The blood samples and the measurement of the plasma
levels of progesterone and luteinizing hormone (LH) were carried out at the 7th day of gestation (3rd day of the
treatment), with the 14th day (last day of the treatment) and after delivery (10th day after discontinuation of
therapy). After delivery, at the 21st day, the effectiveness of an agonist GABAergique (clonazepam) during the
forced swimming test (modelling animal of the depression) was tested. After decapitation, the brain, the adrenals
and the ovaries were weighed and the relative weight of these organs was calculated. Our results showed that the
application of a sub chronic stress (10 days) by toluene caused endocrine disruption (plasma LH and
progesterone) and weight (brain, ovaries and adrenal glands) that appear to be irreversible in non-pregnant
animals treated with toluene. However, the same treatment associated with pregnancy reveals a healing effect ten
days after stopping treatment. Inefficiency of the treatment with Clonazepam in the Tol animals (virgin treated
with toluene), this treatment is effective in TolG group (Pregnant treated with Tol). Gestation appears to play a
moderating effect on the harmfulness and the neurotoxicity of toluene, probably by neurosteroids.
Key words: Pregnancy – Toluene – Progesterone – LH - Neurosteroids – Forced swimming test
Auteur correspondant : [email protected]
©UBMA - 2012
Rev. Sci. Technol., Synthèse 25 : 109 - 118 (2012)
A. Latreche et al.
1. INTRODUCTION
Chez la femme, la dépression et l’anxiété
augmentent durant la période périnatale [1] et
après l’accouchement. A ce titre, il a été
rapporté
que
ces
changements
comportementaux sont probablement tributaires
des variations des niveaux de progestérone
plasmatique [2-5]. Chez les rats femelles, la
gestation
engendre
des
changements
comportementaux en réponse aux différents
stimuli de l’environnement [6]. Galea et al. [7]
ont
constaté
une
augmentation
des
performances mémoratives au test du labyrinthe
de Morris. Une réduction de l’anxiété a été
également signalée au labyrinthe en croix
surélevé [8]. Au test de la nage forcée, la
progestérone
semble
avoir
un
effet
antidépresseur-like [9, 10, 15]. Ces résultats
suggèrent que la gestation peut procurer, ou
encore semble procurer à l’organisme une
barrière protective en réponse aux changements
perpétuelles
de
l’environnement.
Cette
protection se ferait, a priori, via la production
de stéroïdes dits neuroactifs (progestérone et ses
métabolites, etc.) et des facteurs de croissance
élaborés au cours de la gestation. Il a été
démontré que ces produits sont fortement
impliqués dans l’installation de l’anxiété [11] et
de la dépression [12, 13].
La nage forcée, test de l’efficacité des
antidépresseurs, représente une situation
stressante aversive dont le rat ne peut échapper,
et produit l'immobilité, ou le désespoir
comportemental [14-18]. Les rats montrent
également des comportements actifs, comme la
nage et l’escalade. Les molécules qui diminuent
la durée d'immobilité dans la nage forcée sont
considérées comme étant des antidépresseurs
efficaces [19]. Au cours du test de la nage
forcée ou Forced Swimming Test (FST), les
antidépresseurs, produisant une élévation
noradrénergique
ou
dopaminergique
prédominante, réduisent l'immobilité par
l'augmentation du temps d'escalade [20, 21]. En
revanche, ceux qui activent plutôt la 5hydroxytryptamine
(5HT),
réduisent
l'immobilité par l'augmentation de la nage [22].
Les investigations faites sur les effets
antidépresseurs-like de la progestérone [5, 23]
ou de la gestation [11], ont donné des résultats
contradictoires où il a été constaté que la
progestérone [24] et ses métabolites
neurostéroïdes (3α-hydroxy-5α-pregnan-20-one
ou alloprégnénolone) entraînent un effet
antidépresseur-like au cours de la nage forcée
[18, 25]. Dans ce contexte, et considérant
l’implication de ces produits dans les
©UBMA - 2012
changements comportementaux qui surviennent
au cours de la gestation, nous avons opté pour
une démarche expérimentale basée sur
l’administration, à des rattes gestantes Wistar,
d’une dose élevée ou encore sublétale (1 /4 de
la DL 50) d’un produit neurotoxique, le toluène,
qui a pour voie privilégiée les neurones
GABAergiques
(GABA
est
le
seul
neurotransmetteur inhibiteur du système
nerveux central). Pour tester la modification de
la voie GABAergique suite à l'administration
du toluène et le rôle probable joué par la
grossesse dans la protection de cette voie, nous
avons utilisé, sept jours après la mise bas, le test
de la nage forcée (FST), modèle animal de la
dépression, que nous avons utilisé avec un
agoniste de type antidépressif GABAergique,
le Clonazépam. Cette procédure nous permettra
de confirmer si les produits de la grossesse
(NAS: la progestérone) peuvent protéger les
voies GABAergiques.
2. MATÉRIEL ET MÉTHODES
2.1 Matériel biologique
Des rattes femelles de la souche Wistar
(Rattus rattus) provenant de l'Institut Pasteur
d'Alger ont été utilisées durant cette étude. Les
rattes ont été acclimatées aux conditions
standards de photopériode naturelle, à une
température moyenne de 20 ± 4 ºC et une
humidité relative de 50-70%.
Après une période d'adaptation de trois
semaines, nous avons sélectionné 64 femelles
en fonction du poids (environ 250 grammes) et
nous les avons réparties en 4 lots
expérimentaux: un lot témoin non gestante, un
lot traitée au toluène non gestante, un lot
gestante et un Lot gestante traitée au toluène.
Chaque lot se compose de 16 rattes.
Les rattes des lots gestantes ont été séparées,
chacune dans une cage.
Les premiers frottis vaginaux ont été effectués
sur toutes les femelles afin d’identifier les
phases du cycle œstrien tout en estimant leur
réceptivité. L'identification des différentes
phases du cycle œstral est effectuée
conformément à l'abondance relative des types
cellulaires dans le frottis (cellules épithéliales,
cellules kératinisées et leucocytes). Après avoir
identifié les phases, des rats mâles ont été
introduits le soir (à 17:00h) indépendamment de
leur poids, à raison d’un mâle par femelle pour
réaliser l’accouplement. La fécondation est
confirmée par la présence du bouchon muqueux
Rev. Sci. Technol., Synthèse 25 : 109 - 118 (2012)
dans le frottis vaginal qui correspond alors au
premier jour de la gestation.
A. Latreche et al.
Lot Tol : rattes toluène non gestantes : une
injection IP de toluène, du 4ème au 14ème jour ;
analysés au cours du test de la nage forcée
(FST), qui est conçu pour tester le profil
antidépresseur des médicaments. La présente
étude vise à analyser, chez les rattes gestantes
après la mise bas, l’efficacité d'un agoniste
GABAergique,
le
Clonazépam ;
ces
changements de comportement sont affichés
dans la FST [19, 15]. Cette approche peut nous
confirmer si la voie GABAergique est altérée
chez les quatre lots expérimentaux.
Les rattes ont été placées dans un aquarium
dont l’eau est maintenue à 21-22 °C, d’une
profondeur de 35 cm, pour un pré-test de 15
min. Des injections (solution saline ou
Clonazépam) sont faites à 1 heure, 19 heures et
23 heures avant le test de 5 min. La profondeur
de l'eau de 35 cm pousse les rats à nager ou à
flotter.
Le Clonazépam est administré par voie sous
cutanée dans un volume équivalent à 2 ml / kg à
une dose de 0.25 mg / ml [19, 27]. La solution
saline (0.9%) a également été administrée par
voie sous cutanée dans un volume équivalent à
2 ml / kg.
La séance quotidienne de nage a été filmée
pour l'analyse comportementale. Les temps
d'immobilité, de nage et d'escalade sont
calculés.
Lot TolG: rattes toluène gestantes : une
injection IP de toluène du 4ème au 14ème jour.
2.5 Prélèvements
2.3 Administration du toluène
2.5.1 Prélèvements sanguins
L’administration du toluène à été réalisée par
voie IP à la dose de 332 mg/ kg de poids
corporel correspondant au ¼ de la DL50 établie
par IUCLID [26].
Le traitement, qui a duré 10 jours, a été
effectué entre le 4ème et le 14ème jour, à raison
d’une injection quotidienne de 2 ml d’une
solution renfermant 41.5g de toluène/l d'huile
d'olive.
Les lots témoins et gestantes non traitées
recevaient selon le même protocole, une
injection de 2 ml d'huile d'olive.
Le prélèvement se fait à partir de la veine
lacrymale au 7ème, 14ème jour et après la mise
bas (ApMB). Les échantillons sanguins sont
recueillis dans les tubes héparinés puis
centrifugés à 5000 tr/min et le plasma est mis
au congélateur pour le dosage de la LH et de la
progestérone plasmatiques.
La LH et la progestérone sont dosées par la
méthode conventionnelle ELISA kit BIOTECH.
La mesure se fait à l'aide d'un lecteur ELISA
TECAN Magellan muni d'un logiciel
informatique qui calcule automatiquement la
gamme étalon et nous donne directement la
valeur de la LH à l'unité désirée.
2.2 Détermination de la réceptivité sexuelle
Quotidiennement (de 10h00 à 11h00), après
avoir fait l’objet d’un masquage vaginal, les
femelles ont été mises brièvement avec un
mâle.
La réceptivité sexuelle a été déterminée par la
réponse des femelles expérimentales à la
demande du mâle.
Les rattes qui se sont montrées réceptives par
leur comportement, ont été considérées comme
étant en œstrus, les autres ont été retirées.
Le cycle œstral a été déterminé par la
cytologie vaginale. Après avoir identifié les
phases du cycle œstral, les rattes ont servi à
former les 4 lots expérimentaux (n = 16) :
Lot Basale : rattes non gestantes : une injection
IP d'huile d'olive par jour dès le 1er jour ;
Lot TG : rattes témoin gestantes : une injection
IP d'huile d'olive par jour dès le 1er jour ;
2.4 Tests comportementaux : Test de la nage
forcée
Nous supposons que la grossesse semble jouer
un effet modérateur sur la nocivité et la
neurotoxicité du toluène, en protégeant la route
GABAergique. Pour tester cette hypothèse,
nous avons utilisé le test de Porsolt ou Test de
la nage forcée.
Chez le rat, certains changements de
comportement qui se produisent peuvent être
©UBMA - 2012
2.5.2 Dissection et prélèvement des organes
Après sacrifice, l’animal est fixé en décubitus
dorsal, une incision est pratiquée depuis
l’orifice urogénital jusqu’au manubrium sternal.
Les ovaires, les surrénales, le cerveau ont été
rapidement prélevés sous glace à l’aide de
pinces fines et pesés au moyen d’une balance de
précision [Scaltec Instruments, Germany].
Rev. Sci. Technol., Synthèse 25 : 109 - 118 (2012)
2.6 Analyse statistique des résultats
Les résultats sont présentés sous forme de
moyennes ± SEM. Un test ANOVA à deux
critères de classification pour la comparaison
multiples des moyennes a été utilisé, suivi d’un
test de Newman et Keuls, en cas de différence
significative entre les différents lots.
Les résultats des tests de liaison ont été
analysés par le test t de Student. Ils sont
considérés comme étant significatifs à p <0.05.
3. RESULTATS
3.1 Caractérisation des paramètres de la
gestation
Les paramètres de la gestion sont estimés par
A. Latreche et al.
la durée de gestation (j), le gain de poids des
rattes gestantes du 4ème au 20ème jour de la
gestation (% et g), la mortalité néonatale
(Totale), le nombre moyen de petits par portée,
le poids moyen des petits (g) et le pourcentage
des petits mâles (Tab. 1).
Pour ce qui est du gain du poids, on constate
qu’il est plus important chez les femelles
gestantes non traitées au toluène (TG : 29.1 ±
7.7 vs Tol : 24 .5 ± 6.5). Le nombre moyen de
petits par portée est plus élevé chez les témoins
que chez les femelles gestantes traitées au
toluène (TG : 10.5 ± 0.5 vs TolG : 6.66 ± 1.05).
La même constatation est relevée pour le poids
moyen des petits (TG : 7 ± 0.12 vs TolG : 5.8 ±
0.09). Le pourcentage des petits mâles est
relativement faible chez les rattes traitées au
toluène (TG : 42.8 ± 22 vs TolG : 36.2 ± 13).
Tableau 1. Caractérisation des paramètres de la gestation chez le rat Wistar (TG : Témoin gestante et TolG: Toluène
gestante) traité au toluène ( m ± s ; n = 16 ).
Lot/ Paramètres
TG
TOLG
Durée de gestation (j)
22.1 ± 0.5
23.4 ± 0.3*
Gain de poids (%)
29 .1 ± 7.7
24 .5 ± 6.5 *
Gain de poids (g)
42.0 ± 0.9
38.0 ±1.5*
1.0 %
3.5% **
Nombre moyen de petits par portée
10.5 ± 0.5
6.7 ± 1.05*
Poids moyen des petits (g)
7.0 ± 0.12
5.8 ± 0.09*
% des ratons mâles
42.8 ± 2.2
36.2 ± 1.3**
Mortalité néonatale (Totale)
(* p  0.05; **p  0.01; ***p  0.001)
3.2 Variation des paramètres hormonaux
3.2.1 Variation du taux de LH plasmatique
(mUI/ml)
L’appréciation du niveau de la LH a été
effectuée au cours du 7ème et 14ème jour de la
gestation et 2 jours après la mise bas (ApMB)
(Fig. 1). Au 7ème jour du prélèvement (qui
correspond au 7ème jour de la gestation pour les
femelles gestantes et au 3ème jour du traitement
au toluène pour tous les animaux), le traitement
au toluène seul (sans gestation), a provoqué une
augmentation très hautement significative des
taux de LH plasmatique par rapport aux
animaux témoins (Tol, 7ème : 1.838 ± 0.094 vs
Basale, 7ème : 1.18 ± 0.095). Ce taux s’effondre
au 14ème jour (Tol, 7ème : 1.838 ± 0.094 vs Tol,
14ème : 0.55 ± 0.02), avant de redevenir normal
10 jours après l’arrêt du traitement (Basale,
ApMB : 1.020 ± 0.047 vs Tol, ApMB : 0.944 ±
©UBMA - 2012
0.22). La gestation seule a provoqué une
augmentation significative du taux de LH au
14ème jour (TG, 14ème : 1.34 ± 0.17vs Basale,
14ème : 1.07 ± 0.063).
Associé à la gestation, le traitement au toluène
ne semble pas affecter les taux de LH
plasmatique et aucune différence significative
n’a été enregistrée après la mise bas
3.2.2 Variation du taux de la progestérone
plasmatique (ng/ml)
Les variations de la progestéronémie (Fig. 2)
semblent être plus sensibles, aussi bien à la
gestation, qu’au traitement au toluène.
Au 7ème jour du prélèvement, le traitement au
toluène (chez les deux groupes : gestant et non
gestant) a provoqué une augmentation très
hautement
significative
des
taux
de
progestérone plasmatique par rapport aux
animaux témoins (Tol, 7ème : 2.757 ± 0.660 ;
Rev. Sci. Technol., Synthèse 25 : 109 - 118 (2012)
TolG, 7ème : 2.632 ± 0.620 vs Basale, 7ème : 1.39
± 0.17). Ce taux s’effondre progressivement,
même après l’arrêt du traitement, pour atteindre
une valeur très basse (Tol, ApMB : 0.684 ±
0.094 vs Basale, ApMB : 1.201 ± 0.062).
Associé à la gestation, au 14ème jour, le
traitement au toluène a provoqué une
fluctuation inverse des taux de progestérone
A. Latreche et al.
plasmatique par rapport à la gestation seule
(TG, 14ème : 0.216 ± 0.070; TolG, 14ème : 3.444
± 0.330 vs Basale, 14ème : 1.470 ± 0.094).
L’arrêt du traitement a engendré un
rétablissement des taux de progestérone
plasmatique chez les rattes gestantes (TG,
ApMB : 2.571 ± 0.180; TolG, ApMB: 2.49 ±
0.27 vs Basale, ApMB: 1.201 ± 0.062).
Figure 1. Variation du taux de la LH plasmatique (mUI/ml) suite au traitement au toluène du 4 ème au 14ème jour de la
gestation chez les rattes Wistar gestante au 7ème jour, 14ème jour et après mise bas (ApMB) (m ± s ; n=16).
(* p  0.05; **p  0.01; ***p  0.001).
Figure 2. Variation du taux de la progestérone plasmatique (ng/ml) suite au traitement au toluène du 4 ème au 14ème jour de la
gestation chez les rattes Wistar gestante au 7ème jour, 14ème jour et après mise bas (ApMB) (m ± s ; n=16)
(* p  0.05; **p  0.01; ***P  0.001)
©UBMA - 2012
Rev. Sci. Technol., Synthèse 25 : 109 - 118 (2012)
A. Latreche et al.
3.3 Variation des paramètres de la nage
forcée
Le tableau 2 montre une efficacité du
traitement au Clonazepam chez les rattes
témoins non gestantes, d’où réduction
importante du temps d’immobilité (Basale sans
Clonazepam : 249.56 ± 32.14 vs Basale +
Clonazepam 127.74 ± 52.67).
Le Clonazepam s’avère efficace également
chez tous les autres groupes de rattes (Basale
sans Clonazepam: 249.56 ± 32.14 vs TG +
Clonazepam: 119.24 ± 2.32 ; TolG +
Clonazepam: 155.06 ± 30.77) sauf chez les
rattes non gestantes traitées au toluène, où
aucune différence significative au niveau du
temps d’immobilité calculé, n’a été observée
(Basale sans Clonazepam: 249.56 ± 32.14 vs
Tol + Clonazepam: 257.46 ± 21.57) (Tab. 2).
Tableau 2. Effet du Clonazepam (agoniste GABArgique) sur les paramètres de la nage forcée chez les rattes Wistar Témoins
non gestantes et gestantes (Basale et TG) et traitées au toluène non gestantes et gestantes (Tol, TolG) (m ± s ; n=16).
Comportement
Temps d’immobilité
Temps d’escalade
(sec)
(sec)
32.45 ± 12.69
249.56 ± 32.14
47.86 ± 12.57
98.08 ± 29.73
127.74 ± 52.67
74.17 ± 22.94
***
**
***
127.20 ± 0.63
119.24 ± 2.32
53.56 ± 2.52
***
***
42.18 ± 11.67
257.46 ± 21.57
20.35 ± 26.92
77.14 ± 29.09
155.06 ± 30.77
67.82 ± 15.88
*
***
Temps
de
nage
(sec)
Basale
sans Clonazepam
Basale
+ Clonazepam
TG
+ Clonazepam
Tol
+ Clonazepam
TolG
+ Clonazepam
(* p  0.05; **p  0.01; ***P  0.001).
3.4 Variation du poids relatif des ovaires,
surrénales et cerveau
Le tableau 3 montre une augmentation du
poids des ovaires chez les rattes traitées au
toluène par rapport au témoin (Basale : 0.0113
± 0.0052 vs Tol : 0.04675 ± 0.233 vs TolG :
0.035 ± 0.0176).
Les résultats concernant le poids du cerveau
(Tab. 3) montrent que le traitement au toluène
entraine une réduction du poids du cerveau chez
les rattes non gestantes traitées au toluène
(Basale : 0.826 ± 0.0452 vs Tol : 0.67 ± 0.013).
©UBMA - 2012
Cette diminution est moins importante chez les
femelles gestantes traitées au toluène (Basale :
0.826 ± 0.0452 vs TolG : 0.75 ± 0.107).
Le poids des surrénales (Tab. 3) augmente
légèrement après gestation (TG : 0.034 ± 0.003
vs Basale : 0.020 ± 0.007). Le traitement au
toluène, en dehors de toute gestation, augmente
considérablement le poids des surrénales (Tol :
0.089 ± 0.124). Administré, au cours de la
gestation, le toluène rétablit le poids des
surrénales (TG : 0.034 ± 0.003 vs TolG : 0.031
± 0.007).
Rev. Sci. Technol., Synthèse 25 : 109 - 118 (2012)
A. Latreche et al.
Tableau 3. Variation du poids relatif (g/100g de rat) des ovaires, cerveau et surrénales chez les rattes gestantes et non
gestantes traitées au toluène (m ± s ; n=16).
Lot/Poids relatif (g/100g PV)
Basale
TG
Tol
TolG
Ovaires
0.0113 ± 0.0052
0.0240 ± 0.0030
0.0467 ± 0.2330**
0.0350 ± 0.0176
Cerveau
0.8260 ± 0.0452
0.8580 ± 0.0100
0.6700 ± 0.0130*
0.7500 ± 0.1070
Surrénales
0.0200 ± 0.0070
0.0340 ± 0.0030
0.0890 ± 0.1240***
0.0310 ± 0.0070
(* p  0.05; **p  0.01; ***P  0.001).
4. DISCUSSION
Dans notre étude, l’application d’un stress
subchronique au toluène (pendant 10 jours), a
provoqué des perturbations endocriniennes (LH
et progestérone plasmatiques) et pondérales
(cerveau, ovaires et surrénales) qui semblent
être irréversibles chez les animaux non gravides
traités au toluène seul. Par contre, le même
traitement associé à la gestation laisse
apparaître un effet réparateur dix jours après
l’arrêt du traitement. Pour ce qui est des
variations pondérales, nous avons relevé une
diminution du poids du cerveau et une
augmentation du poids des ovaires et des
surrénales chez les animaux traités au toluène
seul. Ce résultat n’a pas été obtenu chez les
rattes gestantes traitées au toluène où nous
avons enregistré une reprise relative du poids
du cerveau et des ovaires. En outre, le poids
relatif des surrénales, n’a pas été affecté chez le
lot TolG. Il semblerait que, dans le contexte de
la gestation, les réponses adaptatives de
l’animal liées à l’administration du toluène
soient différentes de celles obtenues chez les
animaux gravides. Un autre résultat qui mérite
d’être signalé et qui est en faveur de notre
hypothèse, est la variation des paramètres
hormonaux (LH et progestérone plasmatiques)
où un effondrement des taux de progestérone
est noté au 14ème jour de la gestation chez le lot
TG. A la mise bas, nous avons constaté un
rétablissement des niveaux de progestérone.
Des tendances inverses dans les variations des
taux de LH plasmatique ont été obtenues, après
la mise bas, avec une augmentation des taux au
14ème jour de la gestation, puis un retour à la
normale. Ceci dénote d’un bon état de
fonctionnement de la boucle du rétrocontrôle de
l’axe gonadotrope. Le traitement au toluène
seul (Tol) a provoqué une augmentation des
taux de progestérone plasmatique par rapport
aux animaux témoins. Ce taux s’effondre
progressivement, même après l’arrêt du
traitement.
©UBMA - 2012
Les taux de LH ne semblent pas être aussi
affectés et nous avons enregistré un
rétablissement des taux 10 jours après l’arrêt du
traitement. Une dissociation entre la stimulation
hypothalamique et la réponse gonadotrope
périphérique a été observée (LH normale,
progestérone diminuée),
supposant une
altération possible des récepteurs centraux aux
stéroïdes. Associé à la gestation, au 14ème jour,
le traitement au toluène a provoqué des
fluctuations inverses des taux de progestérone
plasmatique par rapport à celles trouvées chez
les rattes gestantes non traitées. L’arrêt du
traitement au toluène a engendré un
rétablissement des taux de progestérone
plasmatique chez le groupe d’animaux gestants.
Enfin, le point fort de nos résultats est celui de
la nage forcée où nous avons testé l’efficacité
d’un agoniste GABAergique, le Clonazepam. A
ce niveau, le Clonazepam s’est avéré inefficace
chez le lot Tol. Par contre, l’administration de
cet antidépresseur aux rattes gestantes traitées
au toluène réduit considérablement le temps
d’immobilité, d’où son efficacité.
La question qui se pose est : Quels sont les
mécanismes qui conduisent à cet effet
modérateur de la gestation sur la nocivité du
toluène ? Les éléments de réponse à cette
question se résument dans les points suivants :
Instabilité du comportement de l’animal au
cours des différentes phases de la gestation,
cette question ayant été soulevée depuis des
années aussi bien chez l’homme que chez
l’animal [28-31].
Ce comportement suscité est probablement
tributaire de fluctuations hormonales [32, 33] et
neurochimiques [34], et il a été observé une
expression intracellulaire de la progestérone
dans les différentes régions du cerveau [35, 36]
ainsi que la découverte de l’action non
génomique de la progestérone au niveau central
[37, 38]. La progestérone joue un rôle très
important dans la modulation neurochimique du
GABAa [34, 39, 40] et favorise la plasticité
neuronale [41].
Rev. Sci. Technol., Synthèse 25 : 109 - 118 (2012)
Aussi, la réduction des concentrations basales
du GABA au cours de la gestation semble avoir
un rôle protecteur des neurones GABAergique.
Toutes ces données sont en faveur de
l’implication de la progestérone et ses
métabolites,
en
qualité
d’hormones
neuroactives, qui agissent en empruntant des
régions localisées du cerveau, particulièrement
le système GABAergique.
En effet, les
hormones stéroïdes influencent la survie des
neurones, la croissance des neurites et la
formation des raccordements synaptiques
pendant la vie embryonnaire et postnatale, puis
continuent ensuite à induire la plasticité du
système nerveux adulte [42-44]. En particulier,
après des dommages neuronaux ou pendant les
maladies anxieuses, les stéroïdes peuvent
exercer des actions protectrices sur des
neurones et des cellules gliales et favoriser des
processus régénérateurs [45]. Cependant, dans
des circonstances particulières, quelques
stéroïdes peuvent également entraîner des
dommages du tissu nerveux. Les stéroïdes
exercent leurs effets sur le système nerveux en
réglant l'expression des gènes hormonesensibles spécifiques ou en modulant l'activité
des récepteurs de neurotransmetteurs, en
particulier le type A -acide aminobutyrique
(GABAa), la D-aspartate n-méthylique
(NMDA). Ainsi, la progestérone favorise la
formation de nouvelles gaines de myéline après
la lésion du nerf sciatique du rongeur en
activant la transcription des gènes codant pour
les protéines importantes de la myéline [46]. Le
sulfate de prégnénolone et la 3,5tétrahydroprogestérone exercent leurs effets
psycho-pharmacologiques en modulant des
récepteurs de GABAa. Ils ont été abordés dans
l’anxiété, dans la dépression et la mémoire [47].
Des stéroïdes qui modulent l'activité des
récepteurs de neurotransmetteurs et qui
changent l'excitabilité des cellules nerveuses
ont été qualifiés en tant que neuroactifs [48].
Des stéroïdes agissant sur des neurones et des
cellules gliales sont produits par les glandes
endocrines stéroidogènes telles que les gonades
et les surrénales, et ils atteignent le cerveau et
les nerfs périphériques par voie sanguine. De
par, leur nature lipophile, ils traversent
facilement les barrières hémato-encéphaliques
et s'accumulent rapidement dans les tissus
nerveux après administration systémique,
excepté les stéroïdes conjugués tels que des
esters de sulfate.
En outre, quelques stéroïdes peuvent être
formés localement dans le cerveau et dans des
nerfs périphériques, par le métabolisme des
hormones de circulation ou par la synthèse de
©UBMA - 2012
A. Latreche et al.
novo du cholestérol. Ces derniers ont été
appelés des neurostéroïdes. Cette limite ne
désigne pas une classe particulière de stéroïdes,
mais se rapporte seulement à leur site de
synthèse : le système nerveux [49-51]. Par
exemple, la progestérone qui est présente dans
le cerveau provient des ovaires et des surrénales
et de la synthèse locale par des neurones et des
cellules gliales. Un rôle physiologique pour la
synthèse locale des neurostéroides dans le
système nerveux a seulement été documenté
dans quelques cas.
5. CONCLUSION ET PERSPECTIVES
Dans cette étude, nous avons mis l'accent sur
les actions trophiques et protectrices de la
gestation, qui agirait probablement par le biais
des produits abondamment synthétisés durant
cette phase critique et cruciale du
développement, en l’occurrence les hormones
stéroïdes : prégnénolone, progestérone,
déhydroépiandrostérone (DHEA) et leurs
métabolites et esters réduits de sulfate. Il
semble que la gestation joue un effet
modérateur sur la nocivité et la neurotoxicité du
toluène, causées probablement par la sécrétion
de divers facteurs (hormones stéroïdes
neurostéroïdes). Bien que cette étude
préliminaire soit limitée à ces stéroïdes (en
raison de leur production abondante durant la
gestation), sans pour autant aborder les autres
facteurs de gestation susceptibles d’intervenir
dans ces phénomènes réparateurs (facteurs de
croissance, cytokines, etc.), nous avons
néanmoins, ouvert le champ à beaucoup de
spéculations
quant
aux
rapports
multidirectionnels se situant à l’interface de
l’étude du comportement animal et des
mécanismes physiologiques sous-jacents.
Il serait souhaitable de mener des études
complémentaires afin de mieux cerner les
mécanismes mis en jeu dans les processus
modérateurs de la gestation de la nocivité des
xénobiotiques.
REFERENCES
[1] Savage J., Giarratano G., Bustamante-Forest R.,
Pollock C., Robichaux A., Pitre S., 2010. PostKatrina perinatal mood and the use of alternative
therapies. J. Holist. Nurs., Vol. 28(2), 123-32.
[2] Miguel M.H., Patricia T.A.N. 2001.
Antidepressant-like actions of pregnancy, and
progesterone in Wistar rats forced to swim.
Psychoneuroendocrinol., Vol. 26, 479-491.
Rev. Sci. Technol., Synthèse 25 : 109 - 118 (2012)
[3] Fink G., Summer B.W., McQueen J.K., Wilson
H., Rosie R., 1998. Sex steroid control of mood,
mental state and memory. Clin Exp Pharmacol.
Physiol. Vol. 25(10), 764-75.
[4] Schmidt P.J., Rubinow D.R., 1997.
Neuroregulatory role of gonadal steroids in humans.
Psychopharmacology Bulletin, Vol. 33, 219-220.
[5] Andrade S., Silveira S.L., Arbo B.D., Batista
B.A., Gomez R., Barros H.M., Ribeiro M.F. 2010.
Sex-dependent antidepressant effects of lower doses
of progesterone in rats. Physiol Behav., Vol. 99(5),
687-90.
[6] Fleming A.S., Luebke C. 1981. Timidity
prevents the virgin female rat from being a good
mother: emotionality differences between nuliparous
and parturient females. Physiol. Behav., Vol. 27,
863-870.
[7] Galea L.A.M., Ormerod B.K., Sampath S.,
Kostaras X., Wilkie D.M., 2000. Phelps M.T. Spatial
working memory and hippocampal size across
pregnancy in rats. Hormones Behav., Vol. 37, 86-95.
[8] Fernández-Guasti A., Picazo O., 1999. Sexual
differentiation modifies the allopregnanolone
anxiolytic actions in rats. Psychoneuroendocrinol.,
Vol. 24(3), 251-67.
[9] Bernardi M., Vergoni A.V., Sandrini M.,
Tagliavini S., Bertolini A., 1989. Influence of
ovariectomy, estradiol and progesterone on the
behavior of mice in an experimental model of
depression. Physiol. Behav., Vol. 45, 1067-1068.
[10] Molina M., Contreras M., Telle´z-Alca´ntara P.,
2000. Antidepressant-like effects of pregnancy and
progesterone in Wistar rats as measured in the
differential reinforcement of the low-rate 72s task.
Psychopharmacol., Vol. 151, 306-311.
[11] Neumann I.D., Wigger A., Liebsch G.,
Holsboer F., Landgraf R., 1998. Increased basal
activity of the hypothalamo–pituitary–adrenal axis
during pregnancy in rats bred for high anxietyrelated behaviour. Psychoneuro-endocrinology, Vol.
23, 449-463.
[12] Seeman M.V., Lang M., 1990. The role of
estrogens in schizophrenia gender differences.
Schizophrenia Bulletin, Vol. 16,185-194.
[13] Shi C.G., Wang L.M., Wu Y., Wang P., Gan
Z.J., Lin K., Jiang L.X., Xu Z.Q., Fan M., 2010.
Intranasal Administration of Nerve Growth Factor
Produces Antidepressant-Like Effects in Animals.
Neurochem Res., Vol. 35(9), 1302-14.
A. Latreche et al.
antidepressant treatments. Nature, Vol. 266, 730732.
[16] Wieland S., Lucki I., 1990. Antidepressant-like
activity of 5HT-1A agonists measured with the
forced swim test. Psychopharmacology (Berl), Vol.
101(4), 497-504.
[17] Briceño F., Arcaya J.L., Carrizo E., Rincón J.,
Mosquera J.,2010. Forced Swimming Test
Decreases Chemotactic Responsiveness and
Expression of CD11a in Rat Monocytes.
Neuroimmunomodulation, Vol. 17(6), 369-78.
[18] Molina-Hernández M., Téllez-Alcántara N.P.,
Olivera-Lopez J.I., Jaramillo M.T., 2009.
Olanzapine plus 17-beta estradiol produce
antidepressant-like actions in rats forced to swim.
Pharmacol Biochem Behav., Vol. 93(4), 491-7.
[19] Porsolt R.D., Anton G., Blavet N., Jalfre M.,
1978. Behavioral despair in rats: A new model
sensitive to antidepressant treatment. Eur. J.
Pharmacol., 15; 47(4), 379-91.
[20] Lopez C., Lucki I., 2000. Strain differences in
the behavioral effects of antidepressant drugs in the
rat forced swimming test. Neuropsychopharmacol.,
Vol. 22, 191-199.
[21] Kawaura K., Honda S., Soeda F., Shirasaki T.,
Takahama K. A., 2010. Novel antidepressant-like
action of drugs possessing GIRK channel blocking
action in rats. Yakugaku Zasshi, Vol. 130(5), 699705.
[22] Detke M.J., Rickels M., Lucki I., 1995. Active
behaviors in the rat forced swimming test
differentially produced by serotonergic and
noradrenergic antidepressants. Psychopharmacol.,
Vol. 121, 66-72.
[23] Reddy D.S., Kaur G., Kulkarni S.K., 1998.
Sigma (δ1) receptor mediated antidepressant-like
effects of neurosteroids in the Porsolt forced swim
test. NeuroReport, Vol. 9, 3069-3073.
[24] Martinez L., Contreras C.M., Saavedra M.,
1999. Progesterone reduces immobility in rats forced
to swim. Archives Medical Research, Vol. 30, 286289.
[25] Khisti R.T., Chopde C.T., 2000. Serotonergic
agents modulate antidepressant-like effect of the
neurosteroid 3a-hydroxy-5a-pregnan-20-one in
mice. Brain Research., Vol. 865, 291-300.
[26] IUCLID, 1998. Toluene. International Uniform
Chemical
Information
Database,
European
Commission ISPRA. CD-ROM.
[14] Kirby L.G., Lucki I., 1997. Interaction between
the forced swimming test and fluoxetine treatment
on extracellular 5-hydroxytryptamine and 5hydroxyindoleacetic acid in the rat. Journal
Pharmacology Experimental Therapeutics, Vol. 282,
967-976.
[27] Frih H., Ali Rachedi B., Djenidi R., Frih N.,
Tahraoui A., Bairi A., 2010. Le Kétoconazole
antagonise les effets immuno-gonadotropes au test
de la nage forcée chez le rat mâle Wistar. Can J
Physiol Pharmacol., Vol. 88(7), 733-44.
[15] Porsolt R.D., LePichon M., Jalfre M., 1977.
Depression: a new animal model sensitive to
[28] Numan M., 1978. Progesterone inhibition of
maternal behavior in the rat. Horm. Behav., Vol.
11(2), 209-31.
©UBMA - 2012
Rev. Sci. Technol., Synthèse 25 : 109 - 118 (2012)
[29] Doerr H.K., Siegel H.I., Rosenblatt J.S., 1981.
Effects of progesterone withdrawal and estrogen on
maternal behavior in nulliparous rats. Behav. Neural.
Biol., Vol. 32(1), 35-44.
[30] Clark A.S., Roy E.J., 1985. Behavioral in
sensitivity to progesterone during lactation in female
rats. Physiol. Behav., Vol. 34(5), 677-82.
[31] Baulieu E.E., Robel P., Schumacher M., 2001.
Neurosteroids: beginning of the story. Int. Rev.
Neurobiol., 2001, Vol. 46, 1-32. Review.
[32] Al-Khouri H., Greenstein B.D., 1985.
Progesterone receptors in rat brain and uterus:
dependence on the hormonal milieu. J. Endocrinol.,
Vol. 107(2), 159-62.
[33] Brown T.J., MacLusky N.J., 1994. Progesterone
modulation of estrogen receptors in microdissected
regions of the rat hypothalamus. Mol. Cell.
Neurosci., Vol. 5(3), 283-90.
[34] Majewska M.D., 1992. Neurosteroids:
endogenous bimodal modulators of the GABA-A
receptor. Mechanism of action and physiological
significance. Prog. Neurobiol., Vol. 38(4), 379-95.
[35] Kastrup Y., Hallbeck M., Amandusson A.,
Hirata S., Hermanson O., Blomqvist A., 1999.
Progesterone receptor expression in the brainstem of
the female rat. Neurosci. Lett., Vol. 275(2), 85-8.
[36] Numan M., Roach J.K., Del Cerro M.C.R.,
Guillamo´n A., Segovia S., Sheehan T.P., Numan.
M.J., 1999. Expression of intracellular progesterone
receptors in rat brain during different reproductive
states, and involvement in maternal behavior. Brain
Research., Vol. 830, 58-371.
[37] DeBold J.F., Frye C.A., 1994. Genomic and
non-genomic actions of progesterone in the control
of female hamster sexual behavior. Horm. Behav.,
Vol. 28(4), 445-53.
[38] Ramirez V.D., Zheng J., 1996. Membrane sexsteroid
receptors
in
the
brain,
Front
Neuroendocrinol., Vol. 17(4), 402-39. Review.
[39] Smith S.S., Gong Q.H., Li X., Moran M.H.,
Bitran D., Frye C.A., Hsu F.C., 1998. Withdrawal
from 3alpha-OH-5alpha-pregnan-20-one using a
pseudopregnancy model alters the kinetics of
hippocampal GABA-A-gated current and increases
the GABA-A receptor alpha 4 subunit in association
with increased anxiety. J. Neuroscience., Vol.
18(14), 5275-84.
[40] Mellon S.H., 2007. Neurosteroid regulation of
central nervous system development. Pharmacology
and Therapeutics, Vol. 116, 107-124.
©UBMA - 2012
A. Latreche et al.
[41] Concas A., Follesa P., Barbaccia M.L., Purdy
R.H., Biggio G., 1999. Physiological modulation of
GABA receptor plasticity. A by progesterone
metabolites. European Journal of Pharmacology,
Vol. 375, 225-235.
[42] Garcia-Segura L.M., Naftolin F., Hutchison
J.B., Azcoitia I., Chowen J.A., 1999. Role of
astroglia in estrogen regulation of synaptic plasticity
and brain repair. J. Neurobiol., Vol. 40(4), 574-84.
[43] Mc Ewen B.S., 1999. Gonadal hormone
regulation of synaptic plasticity in the brain: What is
the mechanism? In Neurosteroids: a new regulatory
function in the nervous system, E.E. Baulieu, P.
Robel, M. Schumacher (Eds). Humana Press.
Contemporary endocrinology, 233-254.
[44] Toran-Allerand C.D., 1996. Mechanisms of
estrogen action during neural development:
mediation by interactions with the neurotrophins and
their receptors? J. Steroid. Biochem. Mol. Biol., Vol.
56, 169-78.
[45] De Nicola A.F., 1993. Steroid Hormones and
Neuronal Regeneration. Advances in Neurology,
Vol. 59, 199-206.
[46] Désarnaud F., Do Thi A.N., Brown A.M.,
Lemke G., Suter U., Baulieu E.E., Schumacher M.
1998. Progesterone stimulates the activity of the promoters of peripheral myelin protein-22 and P0 genes
in Schwann cells. J. Neurochem., Vol. 71(4), 17658.
[47] Baulieu E.E., 1999. Neuroactive neurosteroids:
dehydroepiandrosterone (DHEA) and DHEA
sulphate. Acta Paediatr. Suppl., Vol. 88(433), 78-80.
[48] Paul S.M., Purdy R.H., 1992. Neuroactive
steroids. Faseb. Journal, Vol. 6, 2311-2322.
[49] Baulieu E.E., 1991. Neurosteroids: A new
function in brain. Biology of the Cell, 7 Vol. 1, 3-10.
[50] Robel P., Schumacher M. et Baulieu E.E., 1999.
Neurosteroids: From definition and biochemistry to
physiopathologic function. In Neurosteroids: a new
regulatory function in the nervous system, E.E.
Baulieu, P. Robel, M. Schumacher (Eds). Humana
Press. Contemporary endocrinology, 1-25.
[51] Landa A.I., Gargiulo A.J., Gargiulo M.M.,
Cabrera R.J., Bregonzio C., Lafuente Sánchez J.V.,
Gargiulo P.A., 2009. Alpha and beta noradrenergic
mediation of NMDA glutamatergic effects on
lordosis behaviour and plasmatic LH concentrations
in the primed female rat. J. Neural. Transm. Vol.
116(5), 551-7.